TCS工藝控制系統(tǒng)在自動(dòng)輥縫調(diào)節(jié)中的應(yīng)用

田素娟

（包頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古 包頭014030）

1 引言

TCS是工藝控制系統(tǒng)的縮寫(xiě)。在目前國(guó)內(nèi)的H型鋼生產(chǎn)線中，TCS是應(yīng)用比較廣泛的一種系統(tǒng)。TCS系統(tǒng)是一種高級(jí)的工藝技術(shù)控制系統(tǒng)，主要通過(guò)輥縫自動(dòng)測(cè)量和液壓輥縫控制，來(lái)配合P L C完成對(duì)T M精軋機(jī)的控制，以完成對(duì)H型鋼的軋制。

2 TCS的組成

TCS主要由兩部分組成：HGC（液壓輥縫控制）和AGC（輥縫自動(dòng)測(cè)量控制）。

2.1 HGC

HGC是一個(gè)位置閉環(huán)控制系統(tǒng)。液壓輥縫控制是通過(guò)伺服閥來(lái)調(diào)整軋輥，具體構(gòu)成如圖1所示，上輥、下輥、立輥分別由兩個(gè)液壓缸控制，每個(gè)液壓缸又由2個(gè)伺服閥控制，在底輥軸向方向上還有一個(gè)軸向調(diào)節(jié)的伺服閥。

圖1 液壓輥縫控制結(jié)構(gòu)圖

HGC的控制原理如圖2所示。為了提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度，縮短響應(yīng)時(shí)間，HGC中的控制方式采用比例（P）調(diào)節(jié)。TCS對(duì)連鎖閥和瀉壓閥的控制是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳輸?shù)男盘?hào)。對(duì)連鎖閥的控制是通過(guò)PHONIX模塊實(shí)現(xiàn)的；對(duì)瀉壓閥的控制是通過(guò)ET200模塊實(shí)現(xiàn)的。

圖2 HGC的控制原理圖

2.2 AGC

AGC控制系統(tǒng)是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)MTS位移傳感器采集數(shù)據(jù)，得到液壓缸的行程，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析計(jì)算、數(shù)據(jù)運(yùn)算補(bǔ)償，從而得到合適的產(chǎn)品軋制尺寸。在產(chǎn)品軋制過(guò)程中，每側(cè)的軋制力不同，所以機(jī)架變形也不同，因此同時(shí)用4個(gè)AGC進(jìn)行調(diào)整，分別為H－os，H－ds，V－os，V－ds。

AGC控制有兩種模式：靜態(tài)AGC和動(dòng)態(tài)AGC，在軋鋼過(guò)程中，可以進(jìn)行選擇。

2.2.1 靜態(tài) AGC

在校準(zhǔn)的時(shí)候，進(jìn)行變形曲線的測(cè)量，由此得出一條變形曲線。根據(jù)軋制表中的軋制力就可以知道機(jī)架的變形量，對(duì)此變形量進(jìn)行預(yù)補(bǔ)償。

2.2.2 動(dòng)態(tài) AGC

動(dòng)態(tài)AGC是一個(gè)帶有壓力反饋的控制系統(tǒng)。在實(shí)際軋鋼過(guò)程中，由于軋制速度、撞擊及軋件成分等因素的影響，在軋制過(guò)程中機(jī)架的實(shí)際形變量和預(yù)期的軋機(jī)形變量不同。在軋鋼過(guò)程中，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)元件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，測(cè)得實(shí)際的軋制力，并且與預(yù)期的軋機(jī)形變量進(jìn)行比較和計(jì)算，得出兩者的變化量，然后根據(jù)該變化量矯正輥縫值，以便更精確地進(jìn)行實(shí)時(shí)軋制。

AGC操作模式的選擇：AGC的選擇開(kāi)關(guān)在configuration／switch中。在軋鋼過(guò)程中，理論上講靜態(tài)AGC和動(dòng)態(tài)AGC都可以單獨(dú)選擇關(guān)閉模式，但是只有在靜態(tài)AGC開(kāi)啟以后，動(dòng)態(tài)AGC才可以啟動(dòng)。在實(shí)際軋制過(guò)程中，由于內(nèi)、外部環(huán)境等諸多因素的影響，容易導(dǎo)致成品鋼和目標(biāo)尺寸之間存在一定的差別，只有AGC兩種模式都開(kāi)啟的情況下，才能夠更好地保證產(chǎn)品的尺寸，提高軋制精度和軋制效率，所以通常采用動(dòng)態(tài)A G C和靜態(tài)A G C雙向選擇的模式。

2.3 HGC與AGC的關(guān)系

正常情況下，HGC是位置閉環(huán)控制，只有在校準(zhǔn)的過(guò)程中，有些步驟才用到力的閉環(huán)控制，HGC與AGC的關(guān)系如圖3所示。

圖3 HGC與AGC的關(guān)系

3 TCS硬件配置及通訊

TCS硬件配置如圖4所示，通訊方式如圖5所示。

圖4 TCS硬件配置

4 TCS應(yīng)用軟件

TCS軟件結(jié)構(gòu)如圖6所示。TCS共有3臺(tái)計(jì)算機(jī)：開(kāi)發(fā)機(jī)EDAS和用于程序控制的IPC。開(kāi)發(fā)機(jī)上使用的軟件為probas MP 2.04版本，控制程序通過(guò)編程軟件LogiCAD生成。LogiCAD是一個(gè)以IEC1131標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的用于控制操作的編程工具，帶有一個(gè)圖形用戶接口，在LogiCAD下生成的控制程序轉(zhuǎn)換為“C”碼并下載到計(jì)算機(jī)。系統(tǒng)提供WinHMI軟件用于控制系統(tǒng)的參數(shù)化，編輯設(shè)備常數(shù)，校正控制參數(shù)并顯示工藝數(shù)據(jù)。IPC配有Windows－RTX操作系統(tǒng)，控制程序在該操作系統(tǒng)下運(yùn)行。EDAS：提供PDA軟件用于工藝數(shù)據(jù)的快速采集和記錄，該軟件允許采集的模擬工藝數(shù)據(jù)多達(dá)128項(xiàng)，保存周期約5ms。

圖5 TCS通訊方式

圖6 TCS軟件結(jié)構(gòu)

［1］ 張懷勇.西門子自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)戰(zhàn)S7和PCS7應(yīng)用實(shí)例［M］.北京：人民郵電出版社，2007.

［2］ 蘇昆哲.深入淺出西門子WinCC V6［M］.北京：航空航天出版社，2005.